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【学生】电镀污泥对土壤的影响
作者:王苏嫦 发布日期:2015-06-16 浏览次数:

前言:

从姐姐的初中科学书中我了解到土壤资源是有限的,而人类的生存与发展对它的依赖是必然的。土壤资源的最大威胁来自于土壤的污染和过度开发。废水和固体废物的任意排放,农药、化肥的大量使用,都可能导致土壤的化学污染,从而破坏土壤的结构和性质。温州是个小商品十分发达的地区,打火机、眼镜、灯具等行业闻名全国,这些行业的发达,也促成了温州市电镀行业的繁荣。但是,电镀行业的发展也给我市带来了严重的环境污染问题。电镀污水虽然经过废水治理,但废水治理会产生大量污泥,这些污泥中含有大量铬等有害物质,若任意排放,就会对环境造成“二次污染”。为了更好的了解工业生产对于土壤的污染影响,我决定对鹿城区内重污染行业电镀企业所排放的污泥和电镀基地附近的土壤种植小白菜和土壤浸泡水养殖鱼实验,看看电镀企业所排放的污染物到底会不会对周边土壤造成污染。

 

一、     自然概况

温州市经纬度位置为东经120°38'、北纬28°01',呈哑铃形状。温州市位于浙江省东南部。温州市的鹿城区依山面江,城中有山有水,享有江城如画的美誉。鹿城区属亚热带海洋季风湿润性气候区,冬夏季风交替显著,温度适中,四季分明,冬无严寒,夏无酷暑,光照足量,雨水充沛。冬季盛行从大陆吹来的偏北风,气温较低,雨水较少,湿度蒸发较小。夏季盛行从海洋吹来的偏南风,湿大雨多,气温较高。春季天气多变,时常阴雨连绵。秋季大气较稳定,常见"秋高气爽"天气。一月份最冷,平均气温7.6℃,七月份最热,平均气温27℃,全年平均气温18℃,无霜期约280天,年降水量11002200毫米,气候温和湿润。鹿城区地处东南沿海,地形地貌多为平原、山地、丘陵、滩涂、岛屿等, 形成了多种类型的气候条件。

鹿城区的土壤种类主要为水稻土、红壤。江滨平原为水稻土,山地为红壤。山地植被多为杨梅、松树、水杉、杂木及灌木杂草,森林覆盖率为98%,平地种植经济作物如水稻、蔬菜、果木等。

 

二、     实验取样点介绍

本次实验分别取样于景山公园(土壤一)、后京村沿江花坛(土壤二)、后京污水处理厂左侧花圃(土壤三)、后京村农田(土壤四)、后京电镀废水处理厂(电镀污泥)。

景山:座落于鹿城区西山(也叫瓯浦山),总面积348公顷,最高点外营盘山,海拔173米。松柏遍布,山形优美,是温州四大丛林之一。

后京村:后京村为鹿城区仰义街道的一个行政村。该村有住户190户,人口有649人,外来人口5000人,人均收入约20000元。现鹿城区的电镀基地落址于后京村。该村有耕地237亩,其中粮田220亩、山地17亩,主要种植水稻,一年两季,早稻年产量为1.74万斤,晚稻产量为22.2万斤,此外年产蔬菜1万斤。年产生猪200头、家禽6000只。

后京村电镀基地:鹿城电镀企业集中于仰义街道后京村,总用地面积287亩。东临瓯江,西靠104国道。基地内共有电镀企业69家,污水统一纳入后京污水处理厂治理。该基地内企业电镀加工的产品以打火机、锁具、把手、洁具配件等金属镀件为主,塑料镀件少量,镀种主要有镀镍、镀铬、镀仿金等,工艺基本为挂镀,少量滚镀和真空镀。基地内平均废水产生量约35m3/万升镀液。

 

三、     实地采集土壤样品、土壤PH值测定

1、实地采集土壤样品

采集土壤样本,采样深度为15厘米左右的土样。第一站先到景山上取样。在景山靠近动物园的地方,选取一片土壤,用土铲挖到约15厘米深处,采取约5公斤土壤装入塑料袋中,在标签上注上土壤(一)及采样时间、地点。景山上的土壤为红壤,土体干燥,土色略红,其间略夹带着小石子。

第二个取样点在后京电镀基地沿江的花坛。同样用土铲挖到15厘米处,采取约5公斤土壤装入塑料袋中,在标签上写上土壤(二)及采样时间、地点。沿江花圃的土壤棕色略微带红,土体微干,夹杂小石块。

第三个取样点在后京电镀污水处理厂左侧花圃。用土铲挖到15厘米处,采取约5公斤土壤装入塑料袋中,在标签上写上土壤(三)及采样时间、地点。该采样点的土壤棕色略微带红,土体微干。

第四个取样点在后京村的农田。用土铲挖到15厘米处,采取约5公斤土壤装入塑料袋中,在标签上写上土壤(四)及采样时间、地点。该处土壤为黑灰色,极松软,夹杂小石块。

第五个取样点在后京电镀基地污水处理厂内。直接在堆积污泥的桶中用土铲取约5公斤的污泥装入塑料袋中,在标签上写上电镀污泥及采样时间、地点。电镀污泥为青绿色,湿润,成泥块。

2、土壤样品PH值测定

1)、土壤浸取液的制备

把采回的土壤样品倒在塑料薄膜上,压碎土块,除去小石块等杂物,铺成薄层,经常翻动,在阴凉处使其风干。把5个已风干的样品分别在电子天平称上称取约50克(见表1),分别置于5500ml的广口具塞玻璃瓶中,加入500ml蒸馏水充分搅拌后,盖紧瓶盖后静置24h,然后经预先安装好滤纸的玻璃漏斗上过滤,收集全部滤出液,即为浸出液。分别在5个玻璃瓶上标上土壤(一)、土壤(二)、土壤(三)、土壤(四)、电镀污泥。

1:样品称取的质量

样品名称

质量(g

土壤(一)

50.001

土壤(二)

50.009

土壤(三)

49.998

土壤(四)

49.995

电镀污泥

50.005

2)、土壤浸取液酸碱度测定

PH试纸来测定土壤浸取液的PH值。用干净玻璃棒分别蘸取待测样品,点在pH试纸上,在自然光或白色日光灯下与指示表对照,读出pH

2:样品的PH数据

样品名称

显示颜色

PH

土壤(一)

黄绿色

78

土壤(二)

黄绿色

78

土壤(三)

黄绿色

78

土壤(四)

黄绿色

78

电镀污泥

黄绿色

78

 

四、     土壤种植小白菜和土壤浸出液养殖鱼实验

1、土壤种植小白菜实验

   5个土壤样品分别置于5个塑料花盆中,先给花盆中的土壤松土,均匀撒入小白菜菜籽,然后浇水,最后再轻轻盖上薄薄一层土,放置在阳光下,每天按时浇水,进行观察,记录在不同阶段小白菜种子的生长情况。(见下列图、表)

1)、小白菜种子生长情况表:

3:小白菜种子生长情况

 

 


土壤(一)

土壤(二)

土壤(三)

土壤(四)

电镀污泥

24小时后

无变化

无变化

无变化

无变化

无变化

48小时后

较多的种子开始发芽,芽尖长出2片叶子,小芽儿长到1cm

有少许种子芽尖长出2片叶子,小芽儿长到0.5cm

种子基本上都开始发芽,芽尖长出2片叶子,小芽儿长到1.3cm

较多的种子开始发芽,芽尖长出2片叶子,小芽儿长到1.3cm

少许种子开始发芽,芽尖没有叶片

72小时后

小芽儿长到1.5cm,芽尖上的2片叶子打开

小芽儿长到1cm,芽尖上的2片叶子打开

小芽儿长到1.7cm,芽尖上的2片叶子打开较大

小芽儿长到1.7cm,芽尖上的2片叶子打开,叶片较大

少许芽尖上长出叶片,叶片合拢

96小时后

小芽儿长到1.9cm,叶片较昨天变得更大些

小芽儿长到1.5cm,叶片较昨天变得大些

小芽儿长到2.5cm,叶子茂盛,叶片较昨天变大

小芽儿长到2.5cm,叶片变大

大多数种子没有发芽,已发芽的小芽儿略有长高,叶片打开

120小时后

小芽儿长到2.3cm,两片叶子分开的距离变大

小芽儿长到2cm,两片叶子分开距离变大

小芽儿长到3cm,叶子更加茂盛,叶片变大

小芽儿长到3cm2片叶片分开距离变大

长出的小芽儿有点枯萎

144小时后

小芽儿长到3cm

小芽儿长到2.7cm

小芽儿长到3.5cm

小芽儿长到3.5cm,叶片变大

小芽儿开始枯萎

168小时后

小芽儿长到3.8cm

小芽儿长到3.3cm

小芽儿长到4cm

小芽儿长到4cm

小芽儿枯萎

192小时后

 

小芽儿长到4.5cm,连根拔出小芽儿,测得长度为5.2cm

小芽儿长到3.7cm,连根拔出小芽儿,测得长度为4.1cm

小芽儿长到4.5cm,连根拔出小芽儿,测得长度为5.1cm

小芽儿长到4.3cm,连根拔出小芽儿,测得长度为5cm

小芽儿枯萎,连根拔出小芽儿,测得长度为1.8cm

 

2)、小白菜种子生长情况图:

A、小白菜种子在土壤(一)中的生长情况图:

播入种子

 

48h

 

24h

 

                             

 

96h

 

72h

 

120h

 

                              

 

192h

 

拔出后测量

 

168h

 

144h

 

                      

 

            

 

B、小白菜种子在土壤(二)中的生长情况图:

播入种子

 

 

24h

 

 

48h

 

 

                      

           

72h

 

 

120h

 

 

96h

 

 

                       

 

192h

 

144h

 

 

168h

 

 

                      

 

拔出后测量

 

 

          

 

C、小白菜种子在土壤(三)里的生长情况图:

 

48h

 

 

24h

 

 

播入种子

 

 

                             

 

72h

 

 

120h

 

 

96h

 

 

                               

 

192h

 

 

168h

 

 

144h

 

 

                              

 

拔出后测量

 

 

                   

 

D、小白菜种子在土壤(四)里的生长情况图:

      

播入种子

 

 

24h

 

 

48h

 

 

                        

 

120h

 

 

96h

 

 

72h

 

 

                             

 

168h

 

 

192h

 

 

144h

 

 

                             

 

拔出后测量

 

 

                  

 

E、小白菜种子在电镀污泥中的生长情况图:

48h

 

 

24h

 

 

播入种子

 

                              

 

120h

 

 

96h

 

 

72h

 

 

                                

 

192h

 

 

168h

 

 

144h

 

 

                              

 

拔出后测量

 

 

          

2、土壤浸出液养殖鱼实验

把前面测定 PH值时已制备的土壤浸出液分别放入5个小玻璃缸中,贴上标签,分别在每个玻璃缸中放入2条差不多大小的金鱼,观察金鱼的生长情况。(见下列图表)

1)、小金鱼在土壤浸出液中的生长情况表:

4:金鱼在土壤浸出液中的生长情况

样品名称

24h

48h

72h

96h

120h

土壤(一)

游动灵活

游动灵活

游动灵活

游动灵活

游动灵活

土壤(二)

游动灵活

游动灵活

游动灵活

游动灵活

游动灵活

土壤(三)

游动灵活

游动灵活

游动灵活

游动灵活

游动灵活

土壤(四)

游动灵活

游动灵活

游动灵活

游动灵活

游动灵活

电镀污泥

死了一只,另一只游动不大灵活

游动不灵活

2只也死了

 

 

 

2)、小金鱼在浸出液中的生长情况图:

A、小金鱼在土壤(一)中的生长情况图:

放入金鱼

 

48h

 

24h

 

                   

 

120h

 

96h

 

72h

 

                          

 

      

 

B、小金鱼在土壤(二)中的生长情况图:

放入金鱼

 

 

48h

 

 

24h

 

 

                    

 

72h

 

 

120h

 

 

96h

 

 

                     

 

      

 

 C、小金鱼在土壤(三)中的生长情况图:

48h

 

 

放入金鱼

 

24h

 

 

                            

 

120h

 

 

96h

 

 

72h

 

 

                           

 

     

 

D、小金鱼在土壤(四)中的生长情况图:

48h

 

 

24h

 

 

放入金鱼

 

                          

 

120h

 

 

96h

 

 

 72h

 

 

                      

 

 

E、小金鱼在电镀污泥中的生长情况图:

48h

 

 

24h

 

 

放入金鱼

 

                            

 

72h

 

 

                 

五、     实验结果讨论

从上述实验结果中可以看出小白菜和小金鱼在土壤(一)、(二)、(三)、(四)中生长情况良好,在电镀污泥中停止生长。为什么在电镀污泥中小白菜和小金鱼就要停止生长呢,电镀污泥中有什么污染物会导致生物停止生长呢?

为了解开我的疑问,妈妈帮助我分析了5个土壤样品的六价铬含量,数据见表5

5:土壤样品六价铬数据

样品名称

空白吸光度

净吸光度

含量(μg

浓度(mg/l)

土壤(一)

0.003

0.000

0.000

0.000

土壤(二)

0.003

0.001

0.085

0.002

土壤(三)

0.003

0.000

0.000

0.000

土壤(四)

0.003

0.000

0.000

0.000

电镀污泥

0.003

0.044

3.729

0.075

从实验数据上看,土壤(一)、(三)、(四)不含六价铬,土壤(二)中含有微量的六价铬(可以忽略不计),电镀污泥中六价铬的含量最高。查阅了资料,六价铬会对动、植物产生一定的毒害作用,轻则使植物体内的代谢过程发生紊乱,生长发育受到抑制,重则导致植物死亡。鱼类吸收过量六价铬时,轻则影响其生长发育,重则导致死亡。而且还会间接的给人类带来影响。

六、     结论和建议

1、结论

通过本次实验可以看出电镀企业所排放的污染物如果直接排放会对周边的土壤造成影响,污染物中的六价铬会通过植物间接给人体带来危害。六价铬的毒性较强,易为人体吸收而且可在体内蓄积,可引起口角糜烂、恶心、呕吐、腹泻、溃疡等病变,还有较强的致突变、致癌作用。但由于我市对电镀企业的污染物进行了集中治理,环保措施做得比较到位,所以防止了电镀基地附近的土壤受到污染物的影响。

经过本次对土壤的研究活动,培养了我探索科学的兴趣,提高了对事物的观察力和实践动手能力,将会对我在以后探索科学知识的道路上产生积极的影响。 

2、建议

电镀处理厂中的污泥堆场须设有防水、防渗漏的措施,建造遮棚和雨漏通道,并设置堆场雨水或渗出液的收集池,以免下雨时污泥积水渗漏,污染周围环境,收集后的废水重新接入废水处理池处理。尽量最低限度的降低电镀污泥对周边土壤的污染,更好的做到在经济发展的同时,保护好现有的土壤资源。

【参考文献】

[1]张晓薇 刘博.铬对农作物生长的影响[J].环境科技,20104月,第23卷,第2

[2]曲洪林 刘东武.铬对海洋生物的影响[J].生命科学仪器,20086卷,12月刊

[3] GB/T 15555.4-1995.固体废物六价铬的测定 二苯碳酰二肼分光光度法[s]

[4] [5]城乡建设环境保护部环境保护局.环境监测分析方法第四章[M].中国环境科学出版社.1983

 

 

 

 

 

 

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